混凝土是目前建筑行業(yè)用途最廣的大宗材料，在工程領(lǐng)域發(fā)揮著其他材料無法替代的作用，而高性能混凝土是建立在聚羧酸減水劑和礦物摻合料兩大科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的六組分新型建筑材料。隨著高鐵等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，為高性能混凝土的發(fā)展提供了持續(xù)的增長空間。
影響混凝土性能的主要因素是多方面的，包括原材料質(zhì)量、配合比設(shè)計、拌合站及現(xiàn)場控制水平。除原材料質(zhì)量波動的因素外，對混凝土影響較大的因素是外加劑性能。施工單位、商混站混凝土性能不佳時，自己調(diào)整的空間很小，僅僅是對砂率、碎石級配、減水劑用量或用水量進(jìn)行簡單的調(diào)整，混凝土性能始終達(dá)不到滿意的狀態(tài)，只有聯(lián)合減水劑廠家來進(jìn)行調(diào)整，方能達(dá)到施工要求的相關(guān)性能。通常，圖紙會明確規(guī)定混凝土耐久性的相關(guān)要求，在進(jìn)行不大修的情況下，混凝土使用壽命為100年，也有明確的混凝土耐久性規(guī)范，規(guī)定了具體的檢測參數(shù)、指標(biāo)。為提高各行業(yè)混凝土的質(zhì)量，在以上各影響因素分析的基礎(chǔ)上，如何采取正確的措施來解決混凝土質(zhì)量隱患問題成為亟待研究的重要課題。
01
新形勢下預(yù)拌混凝土發(fā)展中存在的問題
目前，預(yù)拌混凝土存在以下技術(shù)難題：
?、倥浜媳仍O(shè)計不合理（各等級混凝土密度設(shè)計不正確、碎石最大粒徑選擇錯誤、水膠比混亂、用大砂率增加包裹、碎石級配比例選擇不當(dāng)導(dǎo)致混凝土未形成填充結(jié)構(gòu)、從業(yè)人員對摻合料作用機(jī)理及對混凝土的影響認(rèn)識不深入或過分夸大其作用導(dǎo)致?lián)搅坎徽_）。
?、诠ぷ餍圆睿ɑ炷撩邳S漿、泌白漿、油和碳顆粒析出、不掛漿、泌水、板結(jié)、抓底、無包裹、粘性差、含氣量控制不準(zhǔn)確，氣損大，保坍困難等）。
?、凼┕だщy（斷樁、泵送困難、流動性差、振搗困難、坍損大、二次加水、浮漿厚、亂加增稠劑導(dǎo)致氣排不出等）。
?、芰W(xué)性能差（強(qiáng)度不滿足設(shè)計要求、漿體強(qiáng)度不足、漿和骨料結(jié)合面粘結(jié)力差、骨架結(jié)構(gòu)破壞異常）。
⑤實體工程外觀差（“泛砂”漏骨料、泛白、泛黃、泛黑、魚鱗紋等）。要解決以上混凝土技術(shù)難題，必須從原材料性能、配合比設(shè)計、減水劑復(fù)配、現(xiàn)場混凝土分析與調(diào)整等方面提升相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員理論水平，提高現(xiàn)場解決混凝土問題的綜合能力。
混凝土是理論和實踐相結(jié)合非常緊密的學(xué)科，不能空談理論不去實踐，更不能盲目實踐而不去理論總結(jié)。如新拌混凝土泌水問題，其原因是非常多的，而絕大多數(shù)從業(yè)人員看到泌水問題，往往采取“降低減水劑摻量或用水量，加砂率”，這是錯誤的思路，源于從業(yè)人員對目前混凝土泌水問題的認(rèn)識深度不夠。導(dǎo)致混凝土泌水主要原因有水泥的因素（級配不良、水泥缺硫、堿含量低、C3A低、石膏問題、混合材多且差等）、碎石級配不良、砂率不足、減水劑母液適應(yīng)性差、復(fù)配差（不消泡、引氣差、不提漿、緩凝劑使用不正確、高保母液使用不當(dāng)、減水劑復(fù)配加保水增稠劑等）、減水劑過摻、混凝土含氣量不足、氣損大等。以上因素都會導(dǎo)致混凝泌水，但行業(yè)從業(yè)人員往往看到混凝土泌水就盲目采取“降低減水劑用量或水用量，加大砂率”的措施，這種思路是不科學(xué)的。
02
混凝土質(zhì)量下降原因分析
縱觀國內(nèi)混凝土行業(yè)，混凝土技術(shù)水平參差不齊，導(dǎo)致混凝土性能逐年下降，質(zhì)量事故層出不窮，原因是多方面的，主要包括：
?。?）水泥質(zhì)量瘦身嚴(yán)重，熟料越來越少筆者曾調(diào)研市場某普硅42.5水泥熟料含量小于45%，而普硅水泥標(biāo)準(zhǔn)要求大于熟料含量大于80%?；旌喜亩嗲也睿玟撛?、建筑垃圾、粘土等，石膏五花八門（天然二水石膏占極少數(shù)，多數(shù)為脫硫石膏，甚至還有很多磷石膏、廢右膏），水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量變大，磨得太細(xì)，用量較大的普硅42.5水泥3天強(qiáng)度基本都在28～32MPa后期強(qiáng)度增長少（有近50%的普硅42.5水泥，28天強(qiáng)度不足45MPa）。
?。?）水泥礦物組成不合格或波動大，如水泥高堿導(dǎo)致坍落度損失大或快凝;水泥熟料中C3A偏低致使新拌混凝土泌漿或泌清水、水泥熟料中C3A偏高導(dǎo)致坍落度損失快或快凝現(xiàn)象；磷石膏含雜質(zhì)多導(dǎo)致新拌混凝土泌黃漿而抓底（C3A低時）、磷石膏含雜質(zhì)多導(dǎo)致新拌混凝土坍落度損失大或假凝（C3A高時）等種種問題。
?。?）混凝土摻合料質(zhì)量差，目前市場上的粉煤灰質(zhì)量堪憂，假灰非常多，假灰中的有效成分活性成分含量較少。尤其是房建商混用粉煤灰（很多商混站連檢測粉煤灰活性玻璃體SiO2和Al2O3的檢測設(shè)備都沒有配備，很難把控粉煤灰質(zhì)量），假粉煤灰由于沒有活性成分存在或很少，致使粉煤灰不能與水泥水化產(chǎn)生的可溶性堿進(jìn)行二次水化反應(yīng)使體系致密強(qiáng)度進(jìn)一步發(fā)展。
?。?）把沒有活性的石粉作為膠凝材料（美其名曰叫礦粉，而混凝土中礦粉系指磨細(xì)礦渣粉），石粉沒有反應(yīng)活性，在混凝土中主要起填充、包裹作用，混凝土中摻入一定量的石粉，其包裹性、密實度會增加使得強(qiáng)度不降低，這不代表石粉有活性（當(dāng)然納米級超細(xì)石粉除外）；另外，混凝土體系中摻入一定量石粉（不超過10%），對低等級混凝土是可行的，但也要考慮砂石中的大含泥量、大石粉含量，避免混凝土體系中石粉總含量過高。
?。?）行業(yè)從業(yè)人員總體素質(zhì)較差，業(yè)務(wù)能力有待提高，把控混凝土的能力嚴(yán)重不足。比如中鐵，有相當(dāng)一部分試驗人員是由現(xiàn)場工人，甚至是司機(jī)轉(zhuǎn)崗而來，學(xué)歷不高，職稱較低，學(xué)習(xí)能力較差，且很少有機(jī)會參加相關(guān)技能培訓(xùn)。
混凝土作為一個系統(tǒng)工程，必須對原材料性能、配合比設(shè)計、減水劑復(fù)配、混凝土性能、現(xiàn)場施工等都非常熟悉，并融會貫通，方能保證混凝土質(zhì)量可控。我們的試驗人員通常只會做原材料試驗，但對原材料的指標(biāo)對混凝土的影響卻一知半解，比如粉煤灰燒失量，規(guī)范規(guī)定抗凍地區(qū)不大于3%，對于這個指標(biāo)的含義，很多技術(shù)人員解讀不夠深入。粉煤灰燒失量大，導(dǎo)致對減水劑的吸附作用較大，混凝土坍落度損失較大，尤其是對氣的吸附最為明顯，致使混凝土的氣引不上來，而寒冷地區(qū)的混凝土抗凍主要依靠含氣量，所以，規(guī)范規(guī)定抗凍地區(qū)混凝土入模含氣量最低不小于4%，也因此對減水劑的提漿、引氣、氣損、保坍等提出了更高的要求。從業(yè)人員大多對減水劑不熟悉，尤其不會采取措施提高漿體總量和從漿體進(jìn)度考慮增加包裹，往往用大砂率增加混凝土包裹，導(dǎo)致配合比不合理，混凝土漿體發(fā)硬、流動性差，混凝土骨架結(jié)構(gòu)破壞，已經(jīng)成為常態(tài)。筆者認(rèn)為，一旦不熟悉、不會調(diào)整減水劑性能，一會導(dǎo)致配合比不合理（大砂率、小碎石比例偏低、容重設(shè)計偏低、含氣量偏大），二會對混凝土性能的認(rèn)識、分析不夠深入，調(diào)整措施沒有針對性。
與此同時，混凝土攪拌站往往在混凝土出現(xiàn)問題時過渡依賴減水劑廠家，而很多減水劑廠家技術(shù)人員普遍學(xué)歷較低，非本專業(yè)出生，也未經(jīng)過正現(xiàn)的繼續(xù)教育和崗前培訓(xùn)，跟著師傅學(xué)了幾天，就去現(xiàn)場做試配實驗，殊不知其師傅調(diào)整混凝土措施更多的是經(jīng)驗，并不精通調(diào)整機(jī)理。如今原材料質(zhì)量波動很大，對混凝土技術(shù)人員要求越來越高，部分廠家和技術(shù)人員已不能適應(yīng)這種變化，他們不懂混凝土各材料作用原理和核心材料水泥、外加劑的反應(yīng)機(jī)理，混凝土泌了就采取錯誤措施收漿，如加纖維素、保水增稠、糊精，導(dǎo)致現(xiàn)場混凝土施工非常被動。殊不知目前新拌混凝土和易性調(diào)整時，減水劑復(fù)配技術(shù)是混凝土技術(shù)的集大成，必須熟悉原材料性能，精通配合比設(shè)計，善于分析混凝土性能，了解現(xiàn)場施工工藝，方能做好減水劑復(fù)配技術(shù)。尤其是現(xiàn)在原材料較差，水泥的礦物組分多變，調(diào)新拌混凝土施工性能，更多是調(diào)整減水劑與水泥反應(yīng)的適應(yīng)性。如水泥C3A含量低，減水劑復(fù)配應(yīng)該加什么呢？C3A含量較高，減水劑復(fù)配加什么呢？水泥石膏不足，減水劑復(fù)配加什么呢？水泥低堿或高堿，減水劑復(fù)配加什么呢？混凝土假凝，減水劑復(fù)配用什么呢？這些都是有反應(yīng)機(jī)理和反應(yīng)方程式的，須按反應(yīng)機(jī)理采取相應(yīng)對策，方能解決現(xiàn)場問題。
?。?）資源緊張導(dǎo)致砂石質(zhì)量急劇下降，也致使混凝土事故層出不窮。近年來，隨著國家加大環(huán)保措施落實力度，砂石資源日趨緊張，且質(zhì)量波動較大，尤其是水泥中摻加的混合材、石膏的品種及摻量五花八門，各種原材料質(zhì)量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了編規(guī)范的、紙上談兵的專家預(yù)期，由此導(dǎo)致的混凝土性能不佳屢見不鮮，質(zhì)量事故層出不窮，如泌水、抓底、板結(jié)、快凝、后滯、包裹性差、流動性差、“泛砂”氣泡、油和碳顆粒析出等，這些問題，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出絕大多數(shù)從業(yè)人員的能力范疇，僅僅通過技術(shù)人員簡單的調(diào)整（加減砂率、調(diào)整碎石級配、調(diào)整用水量或減水劑用量）已經(jīng)無法滿足施工需要。
?。?）設(shè)計理念和管理要求不同導(dǎo)致各行業(yè)混凝土性能參差不齊。中鐵的混凝土以耐久性指標(biāo)為主要設(shè)計參數(shù)，實踐證明滿足耐久性100年的混凝土，其強(qiáng)度是遠(yuǎn)超設(shè)計強(qiáng)度等級的。房建商混以抗壓強(qiáng)度作為主要設(shè)計參數(shù)，耐久性次之。
另外，不管哪個行業(yè)，混凝土配合比設(shè)計的行業(yè)默認(rèn)規(guī)則不同。中鐵系統(tǒng)默認(rèn)混凝土強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律一般是：7天滿足設(shè)計強(qiáng)度，28天達(dá)到試配強(qiáng)度，28天之后的增長作為富余。中鐵系統(tǒng)一直在遵循這個原則，比如C30水下混凝土，其試配強(qiáng)度42.7MPa，中鐵各局基本都可以做到，加上后期的增長，56天實際強(qiáng)度達(dá)50MPa以上。但房建商混7天強(qiáng)度大多也剛剛達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度，但28天強(qiáng)度則大多倒縮，比7天強(qiáng)度還低。
產(chǎn)生強(qiáng)度倒縮的主要原因有
?、偈褂脦水泥，磨的太細(xì)，后期強(qiáng)度增長少；
②水泥混合材多又差，且活性差，甚至沒有活性，后期強(qiáng)度增長少。
?、叟浜媳人脫胶狭陷^差，假粉煤灰到處都是，甚至把石粉作為膠材摻到混凝上中，不僅后期強(qiáng)度不增長，反而加劇混凝土碳化。
?、艽笏z比導(dǎo)致混凝土碳化加劇。
?、荽笊奥蕦?dǎo)致骨架結(jié)構(gòu)破壞。
?、薮蠛瑲饬繉?dǎo)致混凝土密實度降低、房建商混通常低膠材，摻入增效劑、減膠劑，而配合比中水泥用量較少的話，總的活性一定的，前期拔苗助長，還會加劇后期收縮。
⑦混凝土膠材少了，摻合料質(zhì)量較差，對混凝土施工性能調(diào)整起核心作用的減水劑不提漿，混凝土包裹差、泌水板結(jié)嚴(yán)重，無法施工，只有在減水劑中摻加增稠、保水、纖維素、調(diào)節(jié)劑等有害東西增加包裹性，如同燒菜湯多勾芡一樣，假包裹，流動性差，無法施工又加水，導(dǎo)致漿體粘結(jié)力降低、浮漿太厚破壞混凝土填充結(jié)構(gòu)。
03
結(jié)束語
針對目前混凝土行業(yè)現(xiàn)狀，導(dǎo)致混凝土質(zhì)量劣化的原因是多方面的，筆者認(rèn)為應(yīng)從以下幾個方面改進(jìn)：一是原材料生產(chǎn)和出廠檢測方面需加強(qiáng)管理。二是重點管理和控制核心組成材料的質(zhì)量。水泥、礦渣、粉煤灰作為膠凝材料，是混凝土的核心組成材料，其質(zhì)量和相關(guān)指標(biāo)應(yīng)重點管理和控制。三是加強(qiáng)預(yù)拌混凝土行業(yè)材料進(jìn)場質(zhì)量檢測和管控。四是定期對預(yù)拌混凝土行業(yè)從業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)?？傊?，對于預(yù)拌混凝土行業(yè)現(xiàn)狀及存在問題，我們不能盲目樂觀，但也要有足夠信心，相信在原材料質(zhì)量管控和人員繼續(xù)教育方面全面改善之后，中國的預(yù)拌混凝土在質(zhì)量方面會有較大的提升。
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